Inhibitors of photosynthesis. VI. Syntheses of electronegatively substituting benzimidazoles

Full text of DOI:10.1515/znb-1970-0909

HEMMSTOFFE DER PHOTOSYNTHESE VI
945
Hemmstoffe der Photosynthese V I1
Synthesen von elektronegativ substituierten Benzimidazolen
K. H. BücHel
Farbenfabriken Bayer AG, Forschungszentrum Wuppertal-Elberfeld
(Z. Naturforsch. 25 b, 945— 953 [1970] ; eingegangen am 6. Mai 1970)
Die Darstellung einer Reihe von Benzimidazolen, die in 2-Stellung durch Gruppen wie —CHC12,
—CC13, —CFClo, —S—R, —SOR, —S02R sowie —CO,R und —CONRxR2 substituiert sind,
wird beschrieben. Einige Reaktionen sowie biologische Eigenschaften der Verbindungen werden
diskutiert.
Elektronegativ substituierte Imidazole und Benz-
imidazole 2i 4 sind Hemmstoffe biologischer Elek-
tronentransport-Systeme und herbizid sowie insek-
tizid wirksame Substanzen3“6. Besonders 2-Tri-
fluormethyl-substituierte Benzimidazole stellen eine
sehr wirksame Stoffklasse d ar3’5. Vergleichende
2-Halogenalkyl-benzimidazole
Die Kondensation von Dichloressigsäure mit
o-Phenylendiaminen in 4 n HCl analog P H il l iP s 8
führt zu den 2-Dichlormethyl-benzimidazolen 1 a—d.
Die Ausbeuten werden durch teilweise stattfindende
Untersuchungen zeigten, daß Substituenten in 2-Stel- Hydrolyse der Dichlormethylgruppe beeinträchtigt.
lung wesentlich mehr die NH-Acidität beeinflussen
als in anderen Stellungen 7. Uber die Rolle der Aci-
dität der Imidazole in Relation zur biologischen Ak-
tivität haben wir berichtet4. Wir interessierten uns
daher für weitere Benzimidazole mit negativen
H
2-Substituenten sowie Halogen- oder Nitro-Sub-
1
a: R=5.6-dichor
b: R = 5-chlor
c: R=5-nitro
d: R = H
stituenten im Benzolring. Aus der großen Zahl der
synthetisierten Verbindungen wird im folgenden
eine Auswahl gegeben.
CI
CI
/V -N .
CI\ / \ / Il
/ \ / \
CIW
!i
-C H C i, - k
I
|f
,-c c u
1 || V - R
I
I!
y - R
Cl/ / '^y / ^xN
Cl7
Y
XN
H
i
TI
I
TT
CI
CI
lrf
2
3
a: R = CH,
b: R = CoH5
man die 4.5.6.7-Tetrachlor-2-alkyl-benzimidazole 3 a
und b. Analog verläuft die Bromierung.
Die Darstellung von 2-Trichlormethyl-benzimida-
zolen (z. B. von 2) durch Reaktion von o-Phenylen-
diaminen mit Trichloressigsäure analog der PHIL-
Durch Chlorierung von 1 d in Dichlorbenzol er-
hält man in 85% Ausbeute das Perchlor-benzimida-
zol 2. Chloriert man 2-Methyl- oder 2-Äthyl-benz-
imidazol in siedendem Wasser, so wird Chlor nur in
den Benzolring eingeführt. Als Endprodukte erhält
5
K . H. B ü c h e l, F. K ö r t e u . R. B . B e e c h e y , Angew. Chem.
77, 814 [1965] ; Angew. Chem. Int. Edit. 4, 788 [1965] ;
R. B. B e e c h e y , Biochem. J. 98, 284 [1966].
A . T r e b s t , E. P i s t o r iu s u . K . H. B ü c h e l, Z. Naturforsch.
21b, 667 [1966].
1 V. Mttteil.: K . H. B ü c H e l , Z. Naturforsch., vorstehend.
2
3
K . H. B ü c h e l u . A. C o n t e , unveröffentlichte Ergebnisse.
K . H. B ü c h e l, F. K ö r t e , A. T r e b s t u . E. P i s t o r iu s , An-
gew. Chem. 77, 911 [1965] ; Angew. Chem. Int. Edit. 4,
789 [1965].
6
7 W. A t e n u. K . H. B ü c H e l , Z. Naturforsch., im Druck.
8 M. A . P H il l iP s, J. chem. Soc. [London] 1928, 2393.
4
K . H. B ü c h e l, W. D r a b e r , A. T r e b s t u . E. P i s t o r iu s , Z.
Naturforsch. 21b, 243 [1966].
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K.-H. BÜCHEL
946
LiPS-Methode 8 gelingt nicht. Man erhält dagegen in mit einem weiteren Mol Phenylendiamin. Die Hy-
guten Ausbeuten Dibenzimidazol 4 und je nach Re- drolyse von 5 führt zu Benzimidazol-2-carbonsäure
aktionsdauer auch das Diamid 5. 5 bildet sich und o-Phenylendiamin.
wahrscheinlich über Ditrichloracetyl-phenylendiamin
N
O
II
NH,
NH,
•N
N
\ y \
s s / '
„
H
4 N HCl
+ CCI
3
-C O
2
H
+
—C -N
SN
I
N
H
N
H
4
5
H
H
CI CCCN
3
O
KOK/CHOH
I
^ > - C o 2H
-C C I3
\ / ^ N
H
6
H
Durch Erhitzen von Trichloressigsäure und o-Phe-
nylendiamin bei schwachem Wasserstrahlvakuum er-
hält man ein Gemisch aus 4, 5 und weiteren Sub-
stanzen, aus dem mühevoll etwa 10% 2-Trichlor-
methyl-benzimidazol 6 isoliert werden kann.
Nach einer kürzlich erschienenen Patentschrift9
sind 2-Trichlormethyl-benzimidazole jedoch leicht
zugänglich durch Kondensation von Trichloracet-
imidsäure-Estern10 mit o-Phenylendiaminen unter
wasserfreien Bedingungen.
Die 2-Trichlormethylgruppe am Benzimidazolring
(z. B. 2 oder 6) ist sehr hydrolyseempfindlich.
Schon durch Wasser bei 25° wird z. B. 6 zu Benz-
imidazol-carbonsäure-2 und 3 Molen HCl verseift.
Aus diesem Grund gelingt auch nicht die P h i l -
lips- Synthese in 4 N Salzsäurelösung. Wegen der
leichten Hydrolysierbarkeit sind die 2-Trichlor- und
2-Dichlormethyl-benzimidazole nicht mehr herbizid
wirksam. Sie besitzen jedoch antihelmintische Eigen-
schaften 9, die möglicherweise durch sukzessive HC1-
Abgabe verursacht werden.
Nv
>—CHFo
> - C F 2Cl
N
H
CK \ A
n
H
7
a: R = 5-chlor
R = 5.6-dichlor
b:
R = 4.5.6-trichlor
2-Mercaptoalkyl-benzimidazole
Benzimidazolthione (2-Mercapto-benzimidazole)
sind leicht zugänglich 11 und können mit Dimethyl-
sulfat oder mit Alkyljodiden N- bzw. S-alkyliert
werden 12. Wir stellten die 2-Mercaptoalkyl-benzimi-
dazole (Tab. 1) durch Alkylierung der Natriumsalze
der 2-Mercapto-Verbindungen mit Alkyljodiden her.
Einige Verbindungen 9 zeigen interessante herbizide
Eigenschaften lla.
A
/ N
.
A
/ N
R —|— ||
\ / ^ N
.
R ------||
> - S N a -------
>
V - S R
\ / ^ N
X
H
H
9 a—f
Die Art der Oxydationsprodukte der Verbindun-
gen 9 hängt sehr von den Bedingungen ab, da als
Nebenprodukte der Oxydation — oder auch durch
Hydrolyse — Benzimidazolone gebildet werden. So
ergibt die Oxydation von 9 a mit Monoperphthal-
Durch Erhitzen von o-Phenylen-diaminen in über-
schüssiger Difluoressigsäure oder Chlordifluoressig-
säure erhält man die Benzimidazole 7 und 8.
Die Verbindungen 8 sind wesentlich hydrolyse-
beständiger als die entsprechenden Trichlormethyl- säure das Benzimidazolon 10, mit KMn04 in Eis-
Derivate.
essig jedoch das 2-Sulfonyl-Derivat 11 b. Wird mit
9 Nicderl. Pat. 6 414 890 (Monsanto Chemicals Australia
Ltd.) vom 24. 6. 1965, C. A.
Ha U.S. Pat. 3369028 v. 3. 8. 1966/13. 2. 1968 (Erf. K. H.
B ü c H e l ) Shell Int. Res.
12 K . f u t A K i. J. pharmac. Soc. Japan 74, 1365 [1954] ; C. A.
49, 15876 [1955] ; H. z in n e r . o. s c H r it t u . G. r e m B A r z ,
Chem. Ber. 90. 2852 [1957]; W . K n o B l o c H , G. W in K e l -
m A n n u. K . r i n t e l e n , Arch. Pharmaz. 291/63, 113 [1958].
10 F. c r A m e r . K. P A v e l z iK u . H. J. B A l d A u f , C hem . B er.
91. 1049 [1958],
11 A . V. A l l A n u . B. d. d e A c o n . Org. Synthesis 30, 56, John
Wiley and Sons, Inc., New York 1950.
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HEMMSTOFFE DER PHOTOSYNTHESE VI
947
Nr.
Ausb. Schmp. umkrist. Bruttoformel
Analyse
Ri
[Molgew.]
[°C]
aus:
[%]
R2\
|
\ - S R
R a ^
1
H
Rs
R
H
N
R4
H
C
Cl
R i
H
R 2
Cl
R3
H
_
_
_
—
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
9 a
9b
9c
90
66
92
65
60
MeOH
EtOH
Xylol
EtOH
MeOH
17,9
18,4
—
—
—
—
178
219
237
289
115
C8H 7C1N2S
(198,7)
C8H 7N30 2S
(209,2)
C8H6Cl2N2S
(233,1)
C8H4CI4N2S
(302,0)
CH3
C H 3
C H 3
C H 3
C2H5
—
—
H
H
H
43,9
44,1
41,2
41,3
—
3,2
3,5
2,6
2,8
—
19,2
20,5
12,0
12,5
—
N 02
Cl
H
Cl
Cl
H
H
47,0
46,8
16,6
16,4
9 d
9 e
Cl
H
Cl
Cl
H
—
—
—
—
—
—
—
—
Cl
C9H9CIN2S
(213,6)
—
CH3
/
—
—
9 f
H
H
165
MeOH
Ber.
Gef.
53,2
53,2
12,4
12,0
H
Cl
60
C10H 11N2SCI
(226,7)
4,8
4,7
-C H
\
CH3
Tab. 1. 2-Mercaptoalkyl-benzimidazole.
H
C k / V N ,
Monoperphthals.
KMnO,
V - s o 2c h 3
\ / ^ N x
= 0
- s c h 3
/
\ A
n
H
\
10
9 a
\
11b
H
HN0’\
C l ^ / \ / N
^
j
!!
/
s o 2c h 3
o2n ^ \ X ^ n
11c
H
o2n ^ / V / K
wvn o 2N \ / \ / N
o2n ^ / \ ^ n
>— SOCH3 - - *
|
jj
^ S C H
9b
3
[
jj
^ - S 0 2CH3
0 2N ^ \ / ^ 'N '
X
12 b
H
11a
H
H
Salpetersäure oxydiert, so findet häufig gleichzeitig nylchlorid zu Diketopiperazin-Derivaten 1 3 14, die
Kern-Nitrierung statt und die Mercaptoalkyl-Gruppe mit Alkoholen oder Aminen leicht zu Estern oder
wird zur Sulfonyl-Gruppe (z. B. 11 c) oder zur Sul- Amiden der Benzimidazol-carbonsäuren-2 geöffnet
werden 15. Die Ester und Amide der Tab. 3 wurden
auf diese Weise hergestellt. Bisher schlugen Versuche
fehl, aus Benzimidazol-carbonsäuren mit S0C12 oder
PC15 die Säurechloride herzustellen 15,16. Wir erhiel-
ten jedoch die Säurechloride 16 (Tab. 3) durch Re-
finyl-Gruppe (z.B. 12 a —c) oxydiert. Weitere Oxy-
dationsprodukte der Verbindungen 9 sind in Tab. 2
aufgeführt.
Benzimidazol-2-carbonsäure-Derivate
In Analogie zu den substituierten 2-Trifluor- aktion der Benzimidazol-carbonsäuren mit S0C12 in
methyl-benzimidazolen interessierten wir uns für Methylenchlorid bei 50°.
entsprechend substituierte 2-Carbonsäure-Derivate.
Benzimidazol-carbonsäuren-2 13 reagieren mit Thio-
Die Ester oder Amide 14 und 15 können in wäß-
riger Suspension selektiv im Benzolring chloriert
15 R. A. B. co P e l A n d u . A. R. d A y , J. Amer. chem Soc. 65,
13 A. B is t r z y c K i u . G. P r z e W o r s K i, Ber. dtsdi. chem. Ges.
95, 3483 [1912].
1072 [1943].
14 A. F. cr o W t e r , F. H. s . c u r d , d . G. d A v e y u . G. J.
s t A c e y , J. chem . S o c. [L o n d o n ] 1949,1260.
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K.-H. BÜCHEL
948
Ausb.
[%]
Schmp.
[°C]
umkrist. aus:
Bruttoformel
[Molgew.]
Analyse
Nr. R , \ / \ ^ N
-R i
/
R3^ \ / ^ K
H
C
H
r 2
Ri
r 3
H
N
EtOH
1 1 a
80
50
61
50
60
242
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
39.8
40,0
41.4
41,8
35,0
35,4
42,4
42,6
53.6
53,7
SO2CH3
SO2CH3
SO2CH3
SO2C2H 5
s o 2c 3h 7
c h 3
C8H 7N3O4S
(241.2)
C10H 11CIN2O4S
2,9
3,0
3,8
4,0
2,3
3,3
3,6
3,9
5,3
5,2
N0 2
17,4
17,4
9,6
1 1 b CI
H
98 —100* Essigsäure/
Petroläther 1:3 (290,7)
EtOH
9,6
1 1 c
11 d
I l e
170
182
CI
C8H 6C1N30 4S
(275,7)
C9H9N304S
(255,2)
CioHi2N20 2S
(224,3)
15,5
15,6
16,5
16,6
12,5
12,6
H
H
Aceton
N0 2
H
214-216 MeOH
/
H
H
s o 2C H
65
241
MeOH
Ber.
Gef.
11 f
53,6
53.1
CioHi2N20 2S
(224,3)
5,3
5,3
12,5
12,1
\
CHg
s o 2c 2h 5
H
H
H
80
55
27
62
170
168
258
MeOH
EtOH
EtOH
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
51,4
51,2
42,6
42,4
35,6
36,5
37,1
37.6
C9H 10N2O2S
(210,3)
C8H 7N30 3S
(225,2)
C8H 6N4O5S
(270,2)
C8H 6C1N30 3S
(259,7)
4,7
4,9
3.1
3,2
2,2
2,4
2,3
2.3
13,5
13,1
18,8
19,3
20,1
20,2
16,2
16,5
Hg
SOCH3
SOCH3
SOCH3
12 a
N 0 2
N 0 2
12 b
N0 2
n o 2
12 c CI
234-235 EtOH
Tab. 2. 2-Methylsulfinyl- und 2-Alkylsulfonyl-benzimidazole.
0
R2\ / V / N v
xO
r 2.
ORi
I
r
> - co2H ^
—c -
!
|
_
—
<
N
_
^
V
R
3
1
5
| -N^
N
R 3^ / ^
n
R.^
13
CK
H
14 a
H
^ N ^ \/ ^ R o
HXRjRj
SOjCl/CH.Cl
0
Ra»
Ra^
S -C -N R 4R5
'•N
15 a —h
H
CI
CI
Cb
Cb
1. OH-
CO2C2H5 g —CO
\ .
V
■CO
2
C2
H
5
I
/
I
II
/
\ / ^ N /
c r \ / ^ N
'■
2 C K \ A N
I
H
17
CI
I
H
H 14 a
CI
18
werden. So erhält man z. B. aus 14 a das Tetrachlor- philie der 2-Carbonsäureester-Gruppen auf Grund
unserer Korrelationsuntersuchung 4 zu erwarten
Derivat 17, dessen Verseifung und Decarboxylierung
zu 18 die Kernchlorierung beweist. Mit Salpeter-
säure bei 60° werden die Ester 14 im Benzolkern
nitriert.
Im Vergleich zu den 2-Trifluormethyl-benzimida-
zolen sind die 2-Carbonsäure-Derivate 14 und 15
kaum noch herbizid wirksam. Dies ist wegen der
geringen Elektronegativität und der schlechten Lipo-
Beschreibung der Versuche
Mitbearbeitet von H e l g A m ü l l e r , A. P ie n t K A
und G. P l ö t z g e n
Die Schmelzpunkte sind nicht korrigiert. Zur Auf-
nahme der IR-Spektren diente der Perkin-Elmer Spek-
trophotograph, Modell 21. pKa-Werte wurden mit den
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HEMMSTOFFE DER PHOTOSYNTHESE VI
949
Analyse
Ausb. Schmp. umkrist. Bruttoformel
Nr.
O
N
R 2\
[Molgew.]
[%]
[°C]
aus:
V - C - R i
N
H
R3^
CI
C
H
N
R'2
1
Ra
Ri
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
E t OH/
H 20
EtOH
(259.1)
Ci0H9C1N2O2
(224.6)
CioH8Cl2N20 2
53,5
54,2
46,4
46,8
51,1
50,8
66,3
66,3
57,3
57,6
62,3
62,5
54,3
54,6
48,0
48,0
—
4,0
3,9
3,1
3,3
3,9
12,5
14,8
10,8
10,7
17,8
17,7
19,4
19,7
16,8
16,9
18,2
18,0
15,8
15,9
14,0
14,1
—
15,8
18,2
27,4
27,9
—
14 a
82
80
70
87
76
165
206
CI
H
C2H5
14 b CI
CI
H
C2H5
175-180 Benzol/ C10H9N3O4
14 c
15 a
X 0 2
C2H5
—
Hexan
EtOH
(235,2)
Ci2Hi5N30
(217,3)
Ci2H14C1 n 3o
(251,7)
Cl2Hl3N302
(231,3)
4,1
7,0
7,2
5,6
5,5
5,7
5,8
4,5
4,8
3,7
3 3,
—
—
—
—
-
125
174
H
H
N(C2H 5)2
N(C2H 5)2
14,1
EtOH
Aceton
Aceton
Aceton
EtOH
Aceton
EtOH
—
H
15 b CI
14,1
—
—
—
—
H
H
N"'
60
60
57
65
67
47
89
97
92
183
15 c
\ ^
15 d CI
15 e CI
H
211
Ci2H i2C1N30 2 Ber.
----
'
(265,7)
Ci2HiiCl2N30 2
(300,2)
Ci4H i8C1N30
(279,8)
Ci4H 17C12N30
(314,3)
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
CI
H
255
23,7
23,3
12,7
12,7
22,6
22,7
22,1
22,0
19,6
17,3
33,0
32,5
42,6
40,5
\ —/
170
15 f
CI
N[CH(CH3)2]2
—
—
—
—
—
—
245
15 g CI
N[CH(CH3)2]2
CI
CI
H
H
CI
281
C15HhC12N30 Ber.
15 h
16 a
56,3
56,0
53,2
53,7
—
3,5 13,1
CI
n c h h 2c 6h 5
(320,2)
C8H 5C1N20
(180,6)
C8H4C12N20
(215,1)
C8H3C13N20
(249,5)
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
Ber.
Gef.
13,3
4,1
H
141 Zers.
246
CI
CI
CI
3,8 15,5
15,3
—
—
4,1
—
—
16 b CI
16 c CI
—
—
—
—
230
—
Tab. 3. Benzimidazol-2-carbonsäure-Derivate.
C8H5C13N2 (235,5)
Beckman pH-Meter Zeromatik 9600 bestimmt4. Die
C,H,N-Analysen wurden mit Hilfe eines drudeenden
CHN-Automaten 17 ausgeführt.
Ber. C 40,8 H 2,1 N 11,9,
Gef. C 40,6 H 1,9 N 11,5.
5.6-Dichlor-2-dichlormethyl-benzimidazol 1 a
5-Nitro-2-dichlormethyl-benzimidazol 1 c
Aus 1.2-Diamino-4-nitro-benzol analog 1 a. Hellgelbe
35,4 g (0,2 Mol) 1.2-Diamino-4.5-dichlorbenzol und
78 g (0,6 Mol) Dichloressigsäure werden in 200 cm3 Kristalle (65%) aus Xylol vom Schmp. 172°.
4 N Salzsäure 5 Stdn. unter Rüdefluß erhitzt. Die Salz-
C8H5CI2N3O2 (246,1)
säure wird i. Vak. abddestilliert und das zurückblei-
Ber. C 39,1 H 2,1 N 17,1,
bende dunkle Öl in 150 cm3 Wasser aufgeschlämmt
Gef. C 40,2 H 2,4 N 17,1.
und durch Reilen mit einem Glasstab kristallisiert. Die
Kristalle werden abgesaugt, in Aceton mit A-Kohle ge-
klärt und nach Abdestillieren des Acetons aus Xylol
umkristallisiert. Man erhält 20 g (36%) farblose Kri-
stalle vom Schmp. 193°.
2-Dichlormethyl-benzimidazol 1 d
Aus o-Phenylendiamin analog 1 a. Farblose Kristalle
(40%) aus Benzol vom Schmp. 172,5°.
C8H6C12N2 (201,1)
IR: vc-cialiph. 835, V C -C larom . 900/cm.
C8H4C14N2 (269,9)
Ber. C 47,8 H 3,1 N 13,9,
Gef. C 47,9 H 3,1 N 13,3.
Ber. C 35,6 H 1,5 N 10,4 CI 52,5,
Gef. C 36,0 H 1,2 N 10,3 CI 52,0.
4.5.6.7-Tetrachlor-2-trichlormethyl-benzimidazol 2
5-Chlor-2-dichlormethyl-benzimidazol 1 b
20 g 2-Dichlormethyl-benzimidazol-hydrochlorid wer-
den in 250 cm3 m-Dichlorbenzol gelöst und unter Rüh-
Aus 1.2-Diamino-4-chlorbenzol analog 1 a. Farblose
Kristalle (35%) aus Benzol/Petroläther vom Schmp.
152°.
17 H. W e it K A m P u . F. K ö r t e , Chemie-Ing.-Techn. 35, 4 2 9
[1 9 6 3 ].
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K.-H. BÜCHEL
950
CuHio^U (234,3)
rung bei 100° während 7 Stdn. Chlor eingeleitet. An-
schließend wird die Reaktionslösung i. Vak. eingeengt,
es bleibt ein kristalliner Rückstand. Aus Xylol kristal-
lisieren 25 g (80%) farblose Kristalle vom Schmp. 251°.
Ber. C 71,8 H 4,3 N 23,9,
Gef. C 71,6 H 4,8 N 23,8.
o-(Trichloracetyl) -amino-benzimidazol-2-carbonsäure-
C8HC17N2 (373,3)
anilid 5
Ber. C 25,7 H 0,3 N 7,5 CI 66,5,
Gef. C 26,2 H 0,6 N 7,2 CI 66,2.
10,8
g (0,1 Mol) o-Phenylendiamin und 163,4 g
(1 Mol) Trichloressigsäure werden bei angelegtem Va-
kuum (50 —100 Torr) 2 Stdn. erhitzt. Dabei wird die
überschüssige Trichloressigsäure langsam abdestilliert.
Der schwarzgrüne, spröde Rückstand wird mit Alkohol
aufgenommen und mit A-Kohle gereinigt. Der verblei-
bende Rückstand wird noch 2-mal aus Äthanol und
dann aus Xylol umkristallisiert. Man erhält 8 g farb-
lose Nädelchen vom Schmp. 237°.
4.5.6.7-Tetrachlor-2-äthyl-benzimidazol 3 b
15 g 2-Äthyl-benzimidazol werden in heißem Wasser
gelöst und in der Siedehitze 6 Stdn. Chlor eingeleitet.
Anschließend wird 12 Stdn. bei 25° gerührt. Von den
ausgefallenen Kristallen wird abgesaugt, säurefrei ge-
waschen und aus Dioxan umkristallisiert. Farblose Kri-
stalle vom Schmp. 311°.
IR: J’c =O 1680/cm.
UV: Amax 200, 233, 302 m^ (log £= 4,72, 3,38, 3,66).
C16Hu C13N40 2 397,7)
C9H6C14N, (284,0)
Ber. C 38,1 H 2,2 N 9,9 CI 49,9,
Gef. C 39,8 H 2,8 N 9,4 CI 49,6.
Ber. C 48,3 H 2,8 N 14,1 CI 26,7,
Gef. C 48,3 H 3,1 N 14,0 CI 25,8.
4.5.6.7-Tetrachlor-2-methyl-benzimidazol 3 a
Aus 2-Methyl-benzimidazol analog 3 b. Aus Dioxan
farblose Kristalle vom Schmp. 322°.
2-Trichlormethyl-benzimidazol 6
163 g (1 Mol) Trichloressigsäure werden unter Rüh-
ren geschmolzen und bei ca. 80° langsam in Portionen
10,8 g (0,1 Mol) o-Phenylendiamin zugegeben. Man
hält das Gemisch noch 3 Stdn. auf 70 —80° und destil-
liert anschließend i. Vak. die überschüssige Trichlor-
essigsäure ab. Der dunkle, breiartige Rückstand wird
in Benzol aufgenommen (dabei bleiben ca. 4 g 4 unge-
löst). Die Benzolphase wird mit Wasser gewaschen, ge-
trocknet und eingeengt. Dabei fallen Kristalle aus, die
aus Xylol/Äthanol umkristallisiert werden. Man erhält
1,5 g 6. farblose Kristalle vom Schmp. 238 —240° (Zer-
setzung) . (Die restliche Benzol-Lösung enthält u. a.
Verbindung 5.)
C8H4C14N2 (270,0)
Ber. C 35,6 H 1,5 N 10,4 CI 52,5,
Gef. C 35,8 H 1,5 N 10,2 CI 52,5.
4.5.6.7-Tetrabrom-2-äthyl-benzimidazol
7,3 g 2-Äthyl-benzimidazol werden in heißem Was-
ser gelöst und unter Rühren in der Siedehitze 32 g
Brom zugetropft. Anschließend wird 5 Stdn. unter
Rückfluß erhitzt. Die heiße Lösung wird von den aus-
gefallenen Kristallen abdekantiert, die Kristalle mit
Wasser gewaschen und aus Dioxan umkristallisiert. Kri-
stalle (80%) vom Schmp. 283°.
C9HcBr4N, (461,8)
IR: )’c—Claliph. 830/cm.
Das IR-Spektrum ist identisch mit einer nach 1. c. 9
hergestellten Probe.
Ber. C 23,4 H 1,3 N 6,1 Br 69,2,
Gef. C 23,3 H 1,3 N 6,3 Br 68,8.
4.5.6.7-Tetrabrom-2-methyl-benzimidazol
UV: / max 200, 274, 281 m^ (log £= 4,51, 4,01, 4,10).
C8H5C13N2 (235,5)
Aus 2-Methvl-benzimidazol analog vorstehender Vor-
Ber. C 40,8 H 2,1 N 11,9 CI 45,2,
Gef. C 41,0 H 2,1 N 11,8 CI 45,2.
schrift. Kristalle aus Dioxan vom Schmp. 322°.
C8H4Br4N2 (447,8)
Ber. C 21,5 H 0,9 N 6,3 Br 71,4,
Gef. C 21,9 H 1,0 N 6,4 Br 72,0.
Verseifung von 5 zu Benzimidazol-carbonsäure
4,5 g 5 werden mit 4 g KOH in 200 cm3 Äthanol
gelöst und 6 Stdn. unter Rückfluß erhitzt. Die Lösung
wird zur Trockne eingedampft und der Rückstand in
einen Sublimator gegeben. Bei 100°/l4Torr subli-
miert o-Phenylendiamin vom Schmp. 90 —92°. Der im
Sublimator verbleibende Rückstand wird aus heißem
Wasser umkristallisiert. Man erhält farblose Kristalle
von Benzimidazol-2-carbonsäure vom Schmp. 170 —172°
(Zersetzung).
Bis-benzimidazol 4
10,8 g o-Phenylendiamin werden mit 20,0 g Trichlor-
essigsäure in 100 cm3 4n HCl-Lösung 20 Stdn. unter
Rückfluß erhitzt. Nach dem Erkalten scheidet sich eine
ölige Masse ab, die nach Abdekantieren des Wassers
in Alkohol aufgeschlämmt wird. Die abgeschiedenen
Kristalle werden abgesaugt und aus Dimethylformamid
umkristallisiert. Kristalle vom Schmp. 355 —360°
(1. c. 18 Schmp. > 300°).
Hydrolyse von 6 zu Benzimidazol-2-carbonsäure
5
g Trichlormethyl-benzimidazol 6 werden 72 Stdn.
18 P. C. g u H A u . T. N. gH o sH , J. Indian chem. Soc. 5, 439
in 100 cm3 Wasser bei 20 gerührt. Durch Zugabe von
[1 9 2 8 ].
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HEMMSTOFFE DER PHOTOSYNTHESE VI
951
5.6-Dichlor-2-mercapto-benzimidazol
Natriumbicarbonat wird die Lösung neutral gehalten
(HCl-Bildung). Die ausgefallenen Kristalle werden
abgesaugt und aus heißem Wasser umkristallisiert.
Farblose lange Nadeln von Benzimidazolcarbonsäure-
hydrat vom Schmp. 170 —174° (Zersetzung).
9,6 g (0,18 Mol) KOH werden in 150 cm3 Äthanol
(95%) und 30 cm3Wasser gelöst und dazu langsam
13,5 g (0,18 Mol) CS2 eingerührt. Diese Lösung wird
bei Siedehitze in eine Lösung von 30 g (0,17 Mol) 3.4-
Dichlor-o-phenylendiamin in 300 cm3 Äthanol einge-
tropft. Nach 6-stdg. Reaktionszeit wird der Alkohol ab-
gedampft und der dunkelbraune Rückstand in Wasser
gelöst. Die freie Mercapto-Verbindung fällt man durch
Zusatz von 25 cm3 Eisessig. Nach dem Umkristallisie-
ren aus Essigsäure erhält man 28 g (76%) eines gelb-
lichen Feststoffes vom Schmp. 355°.
C8H6N20 2-H20 (180,2)
Ber. C 53,3 H 4,5 N 15,6,
Gef. C 52,9 H 4,5 N 15,5.
5.6-Dichlor-2-difluormethyl-benzimidazol 7
14 g (0,08 Mol) 1.2-Diamino-4.5-dichlorbenzol und
11.5 g (0,12 Mol) Difluoressigsäure werden 4 Stdn. bei
100 —110° Badtemperatur erwärmt. Anschließend wird
in 150 cm3 abs. Aceton aufgenommen und mit A-Kohle
erhitzt. Aceton wird i. Vak. abdestilliert und der kristal-
line Rückstand aus 300 cm3 Benzol umkristallisiert.
9,3 g (49%) farblose Kristalle vom Schmp. 221°. pKa
= 9,44.
5.6-Dichlor-2-mercaptomethyl-benzimidazol 9 c
5.5 g 5.6-Dichlor-2-mercapto-benzimidazol (0,025
Mol) werden mit 1,1 g NaOH (0,027 Mol) in 150 cm3
Äthanol gelöst und zum Sieden erhitzt. In die gelb ge-
färbte siedende Lösung läßt man 4,3 g (0,03 Mol) Me-
thyljodid tropfen und erhitzt noch 1 Stde. Die noch
warme Lösung gießt man in 300 cm3 70° warmes Was-
ser und läßt abkühlen. Hierbei scheiden sich weiße Na-
deln von 5.6-Dichlor-2-mercaptomethyl-benzimidazol ab.
6 g (92%) farblose Kristalle vom Schmp. 237°. Ana-
lyse s. Tab. 1.
C8H4C12F2N2 237,1)
Ber. C 40,5 H 1,7 N 11,8 Cl 29,9,
Gef. C 40,7 H 1,9 N 12,1 Cl 30,3.
5-Chlor-2-chlordifluormethyl-benzimidazol 8 a
14.2 g (0,1 Mol) 1.2-Diamino-4-chlor-benzol und
19.5 g (0,15 Mo)l Chlordifluoressigsäure werden 3 Stdn.
bei 120° erhitzt. Anschließend wird die überschüssige
Säure i. Vak. abdestilliert, der Rückstand in 200 cm3
abs. Aceton aufgenommen und mit A-Kohle geklärt.
Der Rückstand der Aceton-Lösung wird aus Benzol um-
kristallisiert. 12,5 g (55%) farblose Kristalle vom
Schmp. 200°.
2-Mercaptomethyl-5-chlor-benzimidazol 9 a
37 g (0,2 Mol) 2-Mercapto-5-chlor-benzimidazol wer-
den in einer Lösung von 4,8 g (0,21 Mol) Natrium in
400 cm3 Äthanol gelöst. In der Siedehitze werden 29 g
(0,2 Mol) Methyljodid zugetropft und 1 Stde. zum Sie-
den erhitzt. Nach Abkühlung auf Zimmertemperatur
wird die Reaktionslösung i. Vak. zur Trockne einge-
engt und der Rückstand mit Wasser gewaschen, in Ätha-
nol gelöst und mit A-Kohle geklärt. Farblose Kristalle
aus Methanol (90%) vom Schmp. 178°. Analyse s.
Tab. 1.
C8H4C12F2N2 (237,1)
Ber. C 40,5 H 1,7 N 11,8,
Gef. C 40,7 H 1,5 N 12,1.
Analog werden 9 b und 9 d —f hergestellt.
5.6-Dichlor-2-chlordifluormethyl-benzimidazol 8 b
5-Chlor-benzimidazolon 10
13.3 g (0,075 Mol) Dichlordiaminobenzol und 15 g
(0,115 Mol) Chlor-difluoressigsäure werden in 30 cm3
32-proz. Salzsäure 3 Stdn. unter Rückfluß gekocht (ohne
Salzsäure kein Erfolg). Nach Abkühlung wird der
dunkle kristalline Rückstand abfiltriert, mit Wasser ge-
waschen, in Alkohol aufgenommen und mit A-Kohle
geklärt. Der verbleibende Rückstand wird aus Benzol
umkristallisiert. 7,4 g (36%) farblose Kristalle vom
Schmp. 215°.
5
g 5-Chlor-2-mercaptomethyl-benzimidazol 9 a wer-
den in abs. Äther gelöst und bei —20° eine Lösung
von Monoperphthalsäure in Äther zugetropft. Nach
12-stdg. Rühren im Kältebad (5 —10°) wird filtriert
und der Äther abdestilliert und der Rückstand aus Eis-
essig umkristallisiert. Farblose Kristalle vom Schmp.
305°.
C7H5C1N20 (168,6)
C8H3C13F2N2 (271,4)
Ber. C 49,9 H 3,0 N 16,6,
Gef. C 50,2 H 3,2 N 16,3.
Ber. C 35,4 H 1,1 N 10,3,
Gef. C 35,5 H 1,0 N 10,4.
6-Nitro-2-methylsulfonyl-benzimidazol 11 a
4.5.6-Trichlor-2-chlordifluormethyl-benzimidazol 8 c
5.5 g 6-Nitro-2-mercaptomethyl-benzimidazol werden
in Eisessig gelöst und eine wäßrige Lösung von 7 g
KMn04 zugetropft. Nach 5-stdg. Rühren bei 50° wird
das überschüssige KMn04 mit NaHS03 reduziert und
der ausgefallene Feststoff abgesaugt. Nach Aufnehmen
in Äthanol und Entfärben mit A-Kohle erhält man 5 g
(82%) Kristalle vom Schmp. 242°.
Hergestellt analog 8 a. Aus Benzol/n-Hexan farblose
Kristalle (30%) vom Schmp. 210 —212°.
C8H2C14F2N2 (305,9)
Ber. C 31,4 H 0,7 N 9,2 Cl 46,4,
Gef. C 31,3 H 0,9 N 9,2 Cl 46,4.
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K.-H. BÜCHEL
952
Abkühlung auf Zimmertemperatur wird die Lösung
IR: V-SO2CH3 1140, 1310/cm.
auf Eis gegossen, die ausgefallenen Kristalle abgesaugt,
mit Wasser säurefrei gewaschen und aus Äthanol um-
kristallisiert. 4,5 g (27%) farblose Kristalle vom
Schmp. 258°.
Analyse s. Tab. 2.
Analog werden die Verbindungen I le —g herge-
stellt.
IR: >’-SOCH 3 1050/cm.
Analyse s. Tab. 2.
5-Chlor-2-methylsufonyl-benzimidazol-acetat 11 b
10 g 6-Chlor-2-mercaptomethyl-benzimidazol 9 a wer-
den in 200 cm3 Essigsäure gelöst und so langsam 9,5 g
KMn04 zugegeben, daß die Reaktionstemperatur 30°
nicht übersteigt. Nach 4-stdg. Reaktionszeit wird über-
schüssiges Kaliumpermanganat mit NaHS03-Lösung
reduziert. Anschließend wird die gelbe Lösung auf
40 cm3 eingeengt, mit 150 cm3 Wasser versetzt und mit
Essigester extrahiert. Nach dem Trocknen und Einengen
des Extraktes verbleibt ein öliger Rückstand, der aus
Essigsäure/Petroläther 1 : 3 kristallisiert. Man erhält
7 g (50%) farblose Kristalle vom Schmp. 98 —100°.
6-Chlor-5-nitro-2-methylsulfinyl-benzimidazol 12 c
19 g 6-Chlor-2-mercaptomethyl-benzimidazol 9 a wer-
den in konz. HN03 (d=l,52) gelöst und 1 Stde. bei
+ 10“ gerührt. Nach Zerlegung mit Eis wird der aus-
fallende Feststoff abgesaugt, mit H20 säurefrei gewa-
schen und in Äthanol mit A-Kohle geklärt. Nach Ein-
engen der alkoholischen Lösung kristallisieren 16 g
(62%) Sulfinylbenzimidazol vom Schmp. 235°.
IR: ^-SOCH3 1050/cm.
Analyse s. Tab. 2.
IR: V-SO2CH3 1130, 1310/cm.
C8H7C1NoS02-CH3C02H (290,7)
Ber. C41,4 H 3,8 N 9,6 CI 12,2 S 11,0,
Gef. C 41,8 H 4,0 N 9,6 CI 11,9 S 11,4.
2.3.9.10-Tetrachlor-dibenzimidazol-(1,2 a .r.2'd)-
tetrahydropyrazin-6.13-dion 13
2-Methylsulfonyl-5-chlor-6-nitro-benzimidazol 11 c
23 g 5.6-Dichlor-benzimidazol-2-carbonsäure werden
mit 40 g Thionylchlorid 7 Stdn. unter Rückfluß gerührt.
Nach dem Erkalten wird mit Methylenchlorid verrührt
und der Feststoff abfiltriert. Hellgelbes Kristallpulver
(85%), Schmp. > 360°.
10 g 5-Chlor-2-mercaptomethyl-benzimidazol 9 a wer-
den in 300 cm3 30-proz. Salpetersäure bei 80° 3x/2
Stdn. gerührt. Die Lösung wird heiß filtriert, bei 20°
kristallisieren farblose Kristalle, die abgesaugt und mit
destilliertem Wasser gewaschen werden. Aus Äthanol
kristallisieren 8,5 g farblose Kristalle, Schmp. 170°
(61%).
IR: vc =o 1735/cm.
C16H4C14N40 2 (424,1)
Ber. C 45,1 H 1,0 N 13,2 CI 33,3,
Gef. C 45,4 H 1,1 N 13,4 CI 33,8.
Ebenso werden die analogen Pyrazin-Derivate herge-
stellt.
IR: V-SO2CH3 1130, 1320/cm.
Analyse s. Tab. 2.
2-Athylsulfonyl-5-nitro-benzimidazol 11 d
5.6-Dichlor-benzimidazol-2-carbonsäureäthylester 14 b
11g 2-Athylsulfonyl-benzimidazol 11 g werden lang-
sam unter Rühren in 100 cm3 Salpetersäure (d = l,52)
bei 25° eingetragen. Anschließend wTird die Lösung
2 Tage bei Zimmertemperatur gerührt und dann auf
Eis gegossen. Es fällt ein gelber Niederschlag aus, der
mit Wasser gewaschen wird. Aus Aceton kristallisieren
6,7 g (50%) gelbe Kristalle vom Schmp. 182°. Analyse
s. Tab. 2.
10 g 2.3.9.10-Tetrachlor-dibenzimidazol-(l^a.l^'d)-
tetrahydropyrazin-6.13-dion 13 werden in 200 cm3
10-proz. HCl enthaltendem Äthanol 48 Stdn. unter
Rückfluß erhitzt. Danach wird mit Natriumbicarbonat-
Lösung neutralisiert, filtriert und die Lösung eingeengt.
Der Rückstand gibt aus Alkohol/Wasser 3 : 7 farblose
Kristalle (80%) vom Schmp. 206°.
IR: vc =0 1670/cm.
Analyse s. Tab. 3.
2-Methylensulfnyl-5-nitro-benzimidazol 12 a
Analog wurde 14 a hergestellt.
15
g
2-Methylmercapto-benzimidazol werden in
200 cm3 35-proz. Salpetersäure eingetragen und 1 Stde.
bei 100° gerührt. Nach Abkühlung werden die ausge-
fallenen Kristalle abgesaugt und aus Äthanol umkri-
stallisiert. Farblose Kristalle (55%) vom Schmp. 168°.
Analyse s. Tab. 2.
5-Nitro-benzimidazol-2-carbonsäureäthylester 14 c
10
g Benzimidazol-2-carbonsäureäthylester 14 wer-
den in 130 cm3 Salpetersäure (^ = 1,52) gegeben, wo-
bei sich die Lösung auf 50" erwärmt. Anschließend
wird 24 Stdn. bei 60“ gerührt. Dann wird abgekühlt
und auf Eis gegossen. Mit Ammoniak wird das Ge-
2-Methylsulfinyl-5.6-dinitro-benzimidazol 12 b
10 g 2-Mercaptomethyl-benzimidazol werden langsam misch auf pH 5—
6 abgepuffert und die ausgefallenen
gelben Kristalle aus Benzol/n-Hexan umkristallisiert.
Gelbe Nadeln wom Schmp. 175 —180°. Analyse s.
Tab. 3.
bei 40 —45° in eine Lösung von 80 cm3 Schwefelsäure
(d=l,84) und 60 cm3 Salpetersäure (c?=l,52) gege-
ben. Anschließend wird 3 Stdn. bei 45° gerührt. Nach
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HEMMSTOFFE DER PHOTOSYNTHESE VI
953
5-Chlor-4.6-dinitro-benzimidazol-2-carbonsäure-
diäthylamid
Massenspektrum: 16a zerfällt hauptsächlich in 2 Mas-
senbruchstücke: 118 (Benzimidazol) und 63
(COC1).
Aus 15 b durch Nitrierung mit Salpetersäure analog
vorhergehender Vorschrift. Gelbe Kristalle aus Aceton
vom Schmp. 236—240°.
Analyse s. Tab. 3.
4.5.6.7-Tetrachlor-benzimidazol-2-carbonsäure-
diäthylamid
C16H12C1N503 (341,7)
10
g 2-Diäthylamid-5-chlor-benzimidazol werden in
Ber. C 42,2 H 3,5 N 20,5,
Gef. C 42,5 H 3,2 N 20,6.
200 cm3 Wasser suspendiert und unter Rühren in der
Siedehitze 20 Stdn. Chlor durchgeleitet. Nach Abkühlen
auf Zimmertemperatur werden die Kristalle abgesaugt,
mit Wasser HCl-frei gewaschen und auf 150 cm3 Xylol
umkristallisiert (Wasserabscheider). 10,5 g (75%) farb-
lose Kristalle vom Schmp. 188—193°. pKa-Wert 7.6.
5-Chlor-benzimidazol-2-carbonsäure-
diäthylamid 15
b
10
g 3.10-Dichlor-dibenzimidazol-(1.2a.l.2'd)-tetra-
CiaHnCUNaO (355,1)
hydropyrazin-6.13-dion 14 werden mit 200 cm3 40-proz.
wäßriger Diäthylamin-Lösung 12 Stdn. unter Rückfluß
erhitzt. Anschließend wird das überschüssige Amin ab-
destilliert und der Rückstand aus Alkohol umkristalli-
siert. Farblose Nadeln (76%) vom Schmp. 174°.
Ber. C 40,6 H 3,1 N 11,8 Cl 39,9,
Gef. C 41,8 H 3,5 N 11,8 Cl 39,9.
4.5.6.7-Tetrachlor-benzimidazol-2-carbonsäure-
äthylester 17
IR: vc=0 1615/cm.
Aus 14 a oder Benzimidazol-2-carbonsäureäthylester
analog vorangehender Vorschrift. Ausb. 67%, farblose
Kristalle vom Schmp. 220—228°.
UV: Amax= 200, 296 m/u (log £= 4,65, 4,18).
Analyse s. Tab. 3.
C10H6N,O2 (328,0)
Analog wurden 15 a und 15 c—h hergestellt.
Ber. C 36,6 H 1,8 N 8,5 Cl 43,2,
Gef. C 37,0 H 1,9 N 8,9 Cl 43,8.
Benzimidazol-2-carbonsäurechlorid 16
a
Verseifung und Decarboxylierung von 17
16
g Benzimidazol-2-carbonsäure werden in 200 cm3
4.5.
6.7-Tetrachlor-benzimidazol 18
Methylenchlorid suspendiert und langsam 24 g Thio-
nylchlorid zugetropft. Man rührt etwa 3 Stdn. unter
Rüdefluß (50—60°). Das Lösungsmittel wird abdestil-
liert und der feste Rüdestand zerstoßen und mit kaltem
Aceton gewaschen. Man erhält 16 g (95%) Kristalle
von Schmp. 140—141°.
1
g des Tetrachlorproduktes 17 wird mit 0,4 g NaOH
in 10 cm3 Wasser und 40 cm3 Äthanol 15 Stdn. unter
Rückfluß erhitzt. Der Alkohol wird i. Vak. abgezogen
und der Rückstand mit Essigsäure angesäuert, dabei
fallen farblose Kristalle. Diese werden in Xylol bei
135° gelöst, einige Zeit erhitzt. Beim Abkühlen fallen
0,5 g farblose Nadeln vom Schmp. 325°.
IR: vc=o 1725/cm. (Die Benzimidazolcarbonsäure
zeigt vc=0 bei 1635 cm.)
C7H2C14N, (255,9)
Ber. C 32,8 H 0,8 N 10,9 Cl 55,4,
Gef. C 32,4 N 0,9 N 10,6 Cl 55,0.
UV: Amax= 199, 223, 279 m// (log £= 4,40, 4,21,
4,15).
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